Hieno kupla vs. karkea kuplan ilmastus kunnallisessa jäteveden hoidossa

Ilmailu on energiaintensiivisin prosessi kunnallisessa jätevesikäsittelyssä, usein ottaen huomioon 45-60% kasvin kokonaisenergiankulutuksesta .

Tekninen vertailu hieno kupla ja karkea kupla Ilmailujärjestelmät paljastavat merkittäviä eroja niiden tehokkuudessa ja toimintakustannuksissa, pääasiassa kaasunsiirron perusfysiikan johdosta.

Hapensiirtotehokkuus (OTE)

Hapensiirtotehokkuus (OTE) on mitta siitä, kuinka tehokkaasti ilmastusjärjestelmä siirtää happea ilmasta jäteveteen. Pääperiaatteena on, että suurempi kuplan pinta -ala ja pidempi kosketusaika nesteen kanssa johtavat suurempaan hapensiirtoon.

*Hienot kuplan hajottimet: Nämä hajottimet tuottavat pieniä kuplia, tyypillisesti halkaisijaltaan 1-3 mm. Tietyn määrän ilmamäärää, kun se on jaettu lukuisiin pieniksi kupliksi, on huomattavasti suurempi kumulatiivinen pinta -ala kuin sama tilavuus muutamassa suuressa kuplassa. Lisäksi pienemmät kuplat nousevat hitaammin, mikä lisää niiden kosketusaikaa veden kanssa. Seurauksena on, että hienoilla kuplajärjestelmillä on korkea OTE, usein 20% - yli 40% .

*Karkeat kuplan hajottimet: Nämä tuottavat suurempia kuplia, halkaisijaltaan tyypillisesti yli 6 mm. Suuremmat kuplat nousevat nopeasti pintaan, mikä johtaa paljon lyhyempaan kosketusaikaan ja pienempaan kokonaispinta -alaan hapensiirtoon. Näin ollen heidän OTE on merkittävästi alhaisempi, tyypillisesti Alle 10% .

Tavallinen ilmaston tehokkuus (SAE)

Tavallinen ilmaston tehokkuus (SAE) on kattavampi mittari, joka kvantifioi kulutetun energiayksikköä kohti siirretyn hapen määrän. Se mittaa järjestelmän yleisen tehokkuuden factoroinnilla sekä OTE: ssä että puhaltimien käyttämiseen tarvittavasta tehosta. Se ilmenee usein kiloina tai kilogrammina happea hevosvoiman tuntia kohden (LB O2 /HP-HR).

*Hienot kuplajärjestelmät: Yläosan OTE: n vuoksi hienot kuplajärjestelmät vaativat paljon vähemmän puristettua ilmaa puhaltimilta saman liuenneen happi (DO) -tason saavuttamiseksi. Tämä kääntyy suoraan alhaisempaan virrankulutukseen. Niiden SAE -arvot vaihtelevat tyypillisesti 4,0-7,0 lb O2/HP-HR tai korkeampi

*Karkeat kuplajärjestelmät: Heidän alhaisen OTE: n takia karkeat kuplajärjestelmät tarvitsevat suuremman määrän ilmaa ja tehokkaampia puhaltimia hapen kysynnän tyydyttämiseksi. Niiden SAE on siksi paljon alhaisempi, tyypillisesti 1,5-3,0 lb O2/HP-HR .

Vinkit:

Järjestelmän suunnittelu ja vaihtelu: ilmoitetut OTE- ja SAE -arvot ovat vain yleisiä alueita. Todellinen suorituskyky riippuu suuresti spesifisistä suunnitteluparametreista, kuten altaan syvyydestä, veden lämpötilasta, liuenneen hapen asetuspisteestä ja käytetyn diffuusiokalvon tyyppi. Hyvin suunnitellun karkean kuplajärjestelmän suorituskyky voi joskus päällekkäin huonosti suunnitellun hienon kuplajärjestelmän suorituskyvyn kanssa.

Joissakin sovelluksissa voidaan käyttää molempien järjestelmien yhdistelmää - hienoja kuplia tehokkaaseen hapensiirtoon ja karkeita kuplia (tai mekaanisia sekoittimia) tehokkaan sekoittamisen saavuttamiseksi.

Pitkäaikaiset operatiiviset kustannussäästöt

Vaikka hienoilla kuplajärjestelmillä voi olla korkeammat alkuperäiset pääomakustannukset, energiankulutuksen merkittävät säästöt johtavat a Paljon alhaisemmat omistuskustannukset järjestelmän elämän aikana. Säästöt voivat olla huomattavia, vähentäen usein kasvin ilmaston energiakustannuksia 30-50% tai enemmän.

Hienomman kuplajärjestelmän jyrkempiä alkukustannuksia, mutta ajan myötä karkean kuplajärjestelmän toimintakustannukset nousevat paljon korkeammalle, kun hienon kuplajärjestelmän kokonaiskustannusviiva tasoittuu ja lopulta muuttuu huomattavasti alhaisemmaksi.